​​​​​Atom: Rückstoß verkehrt herum
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Endlich bewiesen: Physikern ist es gelungen, eine 90 Jahre alte Theorie zur Photoionisation experimentell zu belegen․ Nach dieser führt das Herausschlagen eines Elektrons durch Licht dazu, dass das betroffene Atom eine Art Rückstoß zeigt – es bewegt sich auf das Licht zu․ Diesen Effekt haben Forscher nun erstmals direkt beobachtet, als sie Helium und Stickstoffatome․․․

​​​​​Rekordzeit beim Quantensprung
#Technik #Elektron #Molekül #Photoionisation #Photon #Quantensprung #Wasserstoffmolekül #Zeitmessung #Zeptosekunde

Weltrekord der Zeitmessung: Physiker haben die kürzeste jemals gemessene Zeitspanne erfasst – 247 Zeptosekunden․ Diese Zeit benötigt ein Photon, um in einem Wasserstoffmolekül (H2) von einem Atom zum zweiten zu fliegen․ Die Messung enthüllte damit auch, dass die Elektronenhülle eines Moleküls verzögert auf die Photoionisation reagiert: Das Photon schlägt die Elektronen des Wasserstoffs nacheinander heraus․

​​​​​Neuer Wert für die Feinstrukturkonstante
#Technik #Atom #Elektron #Feinstrukturkonstante #Grundgröße #Physik #Standardmodell

Fundamentale Größe: Physiker haben den bisher genauesten Wert für die Feinstrukturkonstante ermittelt – die Konstante, die die grundlegende Wechselwirkung von Licht mit geladenen Teilchen beschreibt․ Der neue Wert ist fast dreifach genauer als frühere Messungen und bestätigt unter anderem, dass das Elektron tatsächlich ein unteilbares Elementarteilchen ist․ Zudem engt er das Kandidatenfeld für Dunkle-Materie-Teilchen weiter․․․

​​​​​Erster Nachweis dunkler Excitonen
#Technik #Elektron #Elektronenloch #Exciton #Halbleiter #Physik #Quasiteilchen

Licht ins Dunkel: Forscher haben erstmals eine bisher nur theoretisch vorhergesagte Teilchensorte in Halbleitern nachgewiesen – „dunkle Excitonen“․ Sie bestehen aus einem durch Licht angeregten Elektron gekoppelt mit einem „Elektronenloch“ mit abweichendem Impuls․ Der experimentelle Nachweis dieser Quasiteilchen enthüllt nun ihre Eigenschaften und auch, dass sie sogar zahlreicher sind als ihre „hellen“ Gegenparts, wie die․․․

​​​​​Absorption einzelner Elektronen gefilmt
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Unsichtbares sichtbar gemacht: Dank eines physikalischen „Zaubertricks“ kann man zusehen, wie ein Öltropfen einzelne Elektronen aufnimmt – und sie sogar zählen․ Denn der in der Schwebe gehaltene Tropfen springt für jedes aufgenommene Elektron einen Millimeter höher․ Ein spezielles Ensemble von Linsen und Lasern vergrößert das Geschehen so weit, dass es mit bloßem Auge sichtbar wird․․․

​​​​​Forscher erzeugen Materie aus Licht
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Einstein im Beschleuniger: Physiker haben Materieteilchen aus purem Licht erzeugt – durch die Kollision von energiereichen Photonen in einem Teilchenbeschleuniger․ Dabei entstanden Paare von Elektronen und Positronen, wie vor fast 90 Jahren durch eine Konkretisierung von Einsteins berühmter Formel E=mc2 vorhergesagt․ Die jetzt nachgewiesene Umwandlung ist der erste direkte Beleg, dass aus der Kollision zweier․․․

​​​​​Stoppuhr für den photoelektrischen Effekt
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Einsteins Effekt vermessen: Wie lange braucht Materie, um auf die Energiezufuhr durch Licht zu reagieren? Das haben Physiker nun mit einer neuen Methode ermittelt․ Elektronen reagieren demnach mit einer Verzögerung von im Schnitt 130 Attosekunden auf den Lichteinfall – dies bestätigt die theoretischen Modelle, wie das Team im Fachmagazin „Nature Communications“ berichtet․ Die genaue Dauer․․․

​​​​​Laserstrahlen zur Interaktion gebracht
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Lichtstrahlen reagieren normalerweise nicht aufeinander – es sei denn, man kreuzt sie in speziellen Kristallen․ Damit ist es nun Forschenden gelungen, Infrarot- und Röntgenstrahlen zu einer neuartigen Wechselwirkung zu bringen․ Dabei übertragen zwei Infrarot-Photonen ihre Energie auf ein Röntgenphoton und lösen dabei einen sonst „verbotenen“ Elektronensprung im kristallinen Material aus․ Dieser „Vier-Wellen-Mischprozess“ bietet neue Einblicke․․․

​​​​​Neue Überraschung beim Proton
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Seltsame Anomalie: Das Proton reagiert auf Elektronenbeschuss anders als erwartet․ Statt sich mit zunehmender Energie immer stärker zu deformieren, zeigt der Kernbaustein bei einer bestimmten Energie eine abrupte Reaktionsspitze․ Diese Abweichung von der Theorie könnte auf noch unerkannte Unterstrukturen oder Eigenheiten der Starken Kernkraft im Proton hindeuten, wie Physiker in „Nature“ berichten․ In jedem Fall․․․

​​​​​Elektron: Genauester Wert für das magnetische Moment
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Wissenschaftler haben das magnetische Moment des Elektrons so präzise gemessen wie nie zuvor – und damit die Basis für präzisere Überprüfungen des physikalischen Standardmodells geschaffen․ Denn ihre Methode könnte erstmals präzise genug sein, um die schon beim schwereren Myon entdeckten Diskrepanzen zur gängigen Physik nun auch beim Elektron zu detektieren․ Dafür müssten allerdings zunächst Widersprüche․․․

​​​​​Graphen für Quantenbits der Zukunft
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Neue Art von Qubits: Doppellagiges Graphen könnte das Rechnermaterial der Zukunft werden․ Denn dieses Material erzeugt Quantenpunkte aus nahezu perfekt symmetrischen Paaren von Elektronen und Löchern, wie Physiker jetzt ermittelt haben․ Demnach sind diese Doppel-Quantenpunkte besonders robust gegen Störungen und gut auslesbar – was sie zu vielversprechenden Kandidaten für Halbleiter-Qubits in künftigen Quantencomputern macht, wie․․․

​​​​​Elektron: Seine Ladung ist doch rund
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Kein Symmetriebruch in Sicht: Physiker haben eine fundamentale Eigenschaft des Elektrons neu vermessen – sein elektrisches Dipolmoment (eEDM)․ Der neue Wert verrät, dass die Ladung des Elektrons exakt kugelförmig ist und dadurch auch bei einer Umkehr der äußeren elektrischen Feldrichtung symmetrisch reagiert, wie das Team in „Science“ berichtet․ Dies bestätigt das Standardmodell und liefert damit․․․

​​​​​Materie aus dem Nichts
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Stoppuhr für Einsteins Formel: Bei starker Energiezufuhr kann selbst aus dem Vakuum neue Materie in Form von Teilchen entstehen – das besagt Einsteins berühmte Formel E=mc2․ Doch wie lange dauert es, bis beispielsweise ein Elektron-Positron-Paar aus dem Vakuum entsteht? Das haben Physiker jetzt berechnet․ Ihr Ergebnis: Diese Teilchenpaare entstehen nicht instantan, wohl aber sehr, sehr․․․

​​​​​Neue „Waage“ für Neutrinos entwickelt
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Geisterteilchen im Visier: Physiker haben eine neue Methode entwickelt und getestet, die die Masse von Neutrinos ermitteln soll – ultraleichten, schwer fassbaren Elementarteilchen․ Dafür nutzt das Team den Betazerfall des radioaktiven Wasserstoff-Isotops Tritium, bei dem Antineutrinos frei werden․ Anders als bei bisherigen Experimenten wird die Neutrinomasse dabei indirekt mithilfe der Cyclotronstrahlung eines ebenfalls emittierten Elektrons․․․